トップ新編化学I 改訂版>第1部 物質の構成>第3章 物質の量>E 化学変化の量的関係

E 化学変化の量的関係

 

化学変化の量的関係の計算の原則  化学変化の係数の比は,反応物と生成物の物質量の比に相当する。したがって,「物質を全てmol単位に換算し,それを係数に比例させて計算するのが量的関係の原則である」と指導することが望ましい。mol単位で解を求めた後,題意に応じて質量なり体積なりに換算すればよい。このような方法をとれば,化学変化の量概念を正確にとらえることができ,複雑な反応についても理解できる。

 aA+…―→bB+…の化学変化で,Aの量からBの量を求める手続きを次に簡単に示す。Vは標準状態の体積,Mは式量である。

 

 

 

 

原子説と分子説

 物質が粒子から構成されているという考えは,古代ギリシアの時代から始まっている。しかし,それらは哲学的な思索によるもので,実証的なものではなかった。むしろ,アリストテレス達による,物質構造の連続説が中世ヨーロッパを長く支配し,粒子説は日の目を見なかった。しかし,18世紀になると,いろいろな実験事実が積み重ねられ,物質観もそれらの基盤の上に立つようになった。特に気体の化学反応の研究が進み,その量的な関係についての法則が数多く発見されるに至って,粒子説が連続説にとって代わるようになった。

定比例の法則》 天然には孔雀石として産し,また銅の緑青として知られている水酸化炭酸銅CuCO3Cu(OH)2をプルーストは研究していた。彼はこれを熱すると,まず水が得られ,強熱すると二酸化炭素が得られ,後に酸化銅(II)が残ることを知った。プルーストはこれらを正確に分析し,天然のものでも人工のものでも,組成は全く同じであることを発見した。

倍数比例の法則》 ドルトンは,メタンCH4とエチレンC2H4について研究しているとき,一定量の炭素に結合している水素の量が21になっていることに気づいた。その後,炭素・硫黄・窒素の酸化物についても検討し,倍数比例の法則を導き出したといわれている。この法則は,定比例の法則と共に,物質構造の不連続性を示しており,ドルトンは,これらを背景として原子説を提唱することになった。

気体反応の法則》 ゲーリュサックの第二法則ともよばれ,実験的に導き出されたものである。反応に関係する物質が全て気体でなくても,反応に関係する気体の相互間に当てはまる。例えば,Fe2O33CO―→2Fe3CO2 の反応においてCOCO2の間には,体積比が11であるという気体反応の法則が当てはまる。

 気体反応の法則を原子説で説明しようとすると矛盾につき当たる。この為,ドルトンは気体反応の法則を否定したといわれている。しかし,この矛盾は後にアボガドロによって見事に解決され,原子説・気体反応の法則のどちらにも矛盾しない,分子説がうち立てられることになった。

アボガドロの法則》 アボガドロは,原子説と気体反応の法則を結びつける試みとして,分子仮説を提唱した。例えば,水素や酸素の単体では,同種原子2個が結合して1分子ができるとした。しかし,化学結合の考え方がまだ定着していなかった為,2原子が結合する必然性が説明できなかったので,この仮説は当時なかなか認められなかった。彼の死後,1860年になって,弟子のカニッツァローが再びこの説を提唱し,実験事実を満足に説明できるただ1つの考え方として,ようやく認められるようになった。

 

 

 

 








本サイトに掲載された記事や画像の無断転載を禁じます。
Copyright(C) 2009 SHINKOSHUPPANSHA KEIRINKAN CO.,LTD. All rights reserved.